143133381-Cinetica-de-la-hidrolisis-del-acetato-de-etilo
El signo negativo indica que la concentración de los reactivos disminuye con el tiempo. Para que la velocidad de reacción sea independiente del componente usado para definirla, se debe tener en cuenta su coeficiente estequiométrico. De esta manera, es posible definir una única velocidad de reacción, teniendo en cuenta la estequiometria de la reacción, por: [ ] [ ] [ ] [ ] Debido al contexto anterior, se realizó la hidrólisis de acetato de etilo en presencia de HCl como catalizador. La reacción es irreversible: → En algunas reacciones la velocidad resulta proporcional a las concentraciones de los reactivos elevadas a una potencia. Así, si la velocidad es directamente proporcional a la primera potencia de la concentración de un solo reactivo, se dice que la reacción es de primer orden. El término segundo orden se aplica a dos tipos de reacciones, aquellas cuya velocidad es proporcional al cuadrado de una sola concentración y a aquellas otras cuya velocidad es proporcional al producto de la primera potencia de dos concentraciones de diferentes reactivos. Se conocen también reacciones de órdenes superiores. Esta situación se generaliza como sigue: si la velocidad de una reacción es proporcional a la potencia α de la concentración de un reactivo A, a la potencia β de la concentración de un reactivo B, etc.: [ ] [ ] [ ] Se denomina orden de la reacción a la suma de exponentes α+β+γ+... El orden de una reacción tiene, por lo tanto, un sentido eminentemente práctico. Por tanto en este trabajo estudiaremos algunas formas de interpretar datos obtenidos de forma experimental para determinar el orden de reacción. 2. Procedimiento Se vertió en un tubo de ensayo 5ml de acetato de etilo (AE) de densidad ⁄ . En un Erlenmeyer se colocó 100ml de ácido clorhídrico 1N. Se tomaron cuatro Erlenmeyer más y se agregaron 50ml de agua destilada y dos gotas de fenolftaleína en cada uno de estos. Cuando se tuvo dispuestos los reactivos se tomó el acetato de etilo y se agregó al ácido clorhídrico y se colocó en un agitador magnético donde se esperó 7min para tomar la temperatura y una muestra de 5ml, que se agregó a una de las muestras de agua. Luego se tituló con hidróxido de sodio 0,2N registrando el volumen gastado, y la temperatura final e inicial. Después de 7min de tomar la primera muestra reactiva de acetato de etilo se tomó una segunda, y se realizó el mismo procedimiento de titulación y toma de temperaturas. Este procedimiento se repitió dos veces más en intervalos de 7min para obtener así cuatro muestras de estudio. 3. Resultados y discusión Para conocer la concentración de acetato de sodio en un tiempo t, debido a que la reacción es equimolar, es decir, por cada mol de acetato de etilo se produce un mol de ácido acético. Entonces basta con restar la cantidad de ácido acético formado por la hidrolisis. La concentración de ácido acético se determina por titulación con NaOH de concentración conocida. Sin embargo se debe restar la cantidad de base gastada en neutralizar el HCl presente en la muestra reaccionante de 5ml.
La concentración del HCl es de 1M inicialmente, después de agregar el acetato de etilo la concentración es de 0,952M de AE en medio acido, como era de esperarse aumentan con el transcurrir del tiempo. Esto se debe a que al reaccionar el AE, la cantidad de ácido acético producido aumenta. Por tanto se requiere una mayor cantidad de base neutralizar por completo el ácido. Los datos se muestran en la tabla 1. Tabla 1 datos de concentración de acetato de etilo En el Erlenmeyer donde se efectúa la reacción, la concentración de HCl es: Los moles de HCl en una muestra de 5ml ( )( ) En necesario conocer el volumen de NaOH requerido para neutralizar . Como la reacción es equimolar se necesita la misma cantidad de moles de la base. Tiempo (min) Volumen NaOH gastado moles formado concentración AE sin reaccionar 0 --- 0 0,486 7 0,029 0,0010 0,278 14 0,034 0,0020 0,078 21 0,0355 0,0023 0,018 28 0,036 0,0024 0,002 Los moles de ácido acético formado se obtienen del volumen de NaOH gastado en su neutralización, que se consigue restando al volumen total, el volumen gastado en neutralizar el HCl. De forma similar como se calculó la concentración HCl, en el Erlenmeyer donde se efectúa la reacción se obtiene la concentración inicial del acetato de etilo: En una alícuota de 5ml en t = 0, cuando no ha ocurrido reacción ( )( ) ( )( ) Debido a que la reacción es equimolar, la concentración de AE sin reaccionar se obtiene restando los moles de ácido acético de los moles de AE iniciales. Como se multiplico por 0,005; se divide por la misma cantidad para encontrar la concentración de AE en el Erlenmeyer donde ocurre la reacción. Moles restantes de AE: El volumen de hidróxido de sodio gastado en la titulación de las muestras reaccionantes
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La concentración <strong>de</strong>l HCl es <strong>de</strong> 1M<br />
inicialmente, <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> agregar el <strong>acetato</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>etilo</strong> <strong>la</strong> concentración es <strong>de</strong> 0,952M<br />
<strong>de</strong> AE en medio acido, como era <strong>de</strong> esperarse<br />
aumentan con el transcurrir <strong>de</strong>l tiempo. Esto<br />
se <strong>de</strong>be a que al reaccionar el AE, <strong>la</strong> cantidad<br />
<strong>de</strong> ácido acético producido aumenta. Por<br />
tanto se requiere una mayor cantidad <strong>de</strong><br />
base neutralizar por completo el ácido. Los<br />
datos se muestran en <strong>la</strong> tab<strong>la</strong> 1.<br />
Tab<strong>la</strong> 1 datos <strong>de</strong> concentración <strong>de</strong> <strong>acetato</strong> <strong>de</strong> <strong>etilo</strong><br />
En el Erlenmeyer don<strong>de</strong> se efectúa <strong>la</strong><br />
reacción, <strong>la</strong> concentración <strong>de</strong> HCl es:<br />
Los moles <strong>de</strong> HCl en una muestra <strong>de</strong> 5ml<br />
( )( )<br />
En necesario conocer el volumen <strong>de</strong> NaOH<br />
requerido para neutralizar .<br />
Como <strong>la</strong> reacción es equimo<strong>la</strong>r se necesita <strong>la</strong><br />
misma cantidad <strong>de</strong> moles <strong>de</strong> <strong>la</strong> base.<br />
Tiempo<br />
(min)<br />
Volumen<br />
NaOH<br />
gastado<br />
moles<br />
formado<br />
concentración<br />
AE sin<br />
reaccionar<br />
0 --- 0 0,486<br />
7 0,029 0,0010 0,278<br />
14 0,034 0,0020 0,078<br />
21 0,0355 0,0023 0,018<br />
28 0,036 0,0024 0,002<br />
Los moles <strong>de</strong> ácido acético formado se<br />
obtienen <strong>de</strong>l volumen <strong>de</strong> NaOH gastado en su<br />
neutralización, que se consigue restando al<br />
volumen total, el volumen gastado en<br />
neutralizar el HCl.<br />
De forma simi<strong>la</strong>r como se calculó <strong>la</strong><br />
concentración HCl, en el Erlenmeyer don<strong>de</strong><br />
se efectúa <strong>la</strong> reacción se obtiene <strong>la</strong><br />
concentración inicial <strong>de</strong>l <strong>acetato</strong> <strong>de</strong> <strong>etilo</strong>:<br />
En una alícuota <strong>de</strong> 5ml en t = 0, cuando no<br />
ha ocurrido reacción<br />
( )( )<br />
( )( )<br />
Debido a que <strong>la</strong> reacción es equimo<strong>la</strong>r, <strong>la</strong><br />
concentración <strong>de</strong> AE sin reaccionar se<br />
obtiene restando los moles <strong>de</strong> ácido acético<br />
<strong>de</strong> los moles <strong>de</strong> AE iniciales. Como se<br />
multiplico por 0,005; se divi<strong>de</strong> por <strong>la</strong> misma<br />
cantidad para encontrar <strong>la</strong> concentración <strong>de</strong><br />
AE en el Erlenmeyer don<strong>de</strong> ocurre <strong>la</strong><br />
reacción.<br />
Moles restantes <strong>de</strong> AE:<br />
El volumen <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sodio gastado en<br />
<strong>la</strong> titu<strong>la</strong>ción <strong>de</strong> <strong>la</strong>s muestras reaccionantes
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